有机存储装置及该装置的制造方法

专利名称：有机存储装置及该装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及引入了含杂原子的导电有机材料的有机存储装置及其制造该装置的方法。更具体地，本发明涉及包括第一电极、第二电极及夹在其间的有机活性层的有机存储装置，以及制造该有机存储装置的方法，其中该有机活性层是使用含杂原子的导电有机材料形成的。
背景技术：
近来随着数字通讯技术的急剧发展，对各种存储装置的需要也在快速增长。特别是，对适合用于包括例如可移动终端的、智能卡、电子化付款(electronic money)、数码相机、游戏存储器、MP3播放器等应用的非易失性(non-volatile)存储装置，要求其即使在没有向该存储装置供电时，也能保留存储器中的数据，从而倾向于降低该装置中与存储器有关的电力消耗。
或许，目前在这些应用中应用最普遍的非易失性存储器是基于硅材料的闪存(flash memory)。然而，常规闪存内在的技术局限性在于写入/擦除循环次数有限，写入速度相对较慢，因为目前为获得充分高的存储密度而需要的复杂加工以及阻碍进一步向小型化努力的某些物理限制，存储芯片的生产成本增加。考虑到常规闪存的这些局限性和制造这类装置的方法，已经在不断努力开发下一代非易失性存储装置，该存储装置能够至少克服常规硅存储装置的某些局限性，并提供优于常规装置的一种或多种优势，例如，工作速度加快，密度和/或容量增加，电力消耗下降和/或制造成本降低。
这些下一代非易失性存储器中的一些通常可分类为，例如，铁电RAM，磁性RAM、相变RAM、纳米管存储器、全息存储器、有机存储器，和/或其他，它们倾向于反映用于形成基本存储单元的特定组成材料和/或材料的特定构造和/或在半导体存储装置中使用的存储单元内的结构。例如，有机存储器通常包括上部电极、下部电极和由位于上部电极及下部电极之间的有机材料形成的存储层，从而利用在上部电极和下部电极之间施加电压所获得的电阻值的双稳定性(bistability)来存储数据。
在有机存储器中使用时，这些双稳定性电阻特性由上部电极和下部电极之间的交叉部分或界面处形成的存储单元来表现。因此，通过施加合适的电压电位，这些有机存储器使得位于上部电极和下部电极之间的有机材料的电阻在较高值和较低值之间反复变化，从而数据即‘0’和‘1’可以自单个单元中被写入和读出。近年来，这类有机存储器作为下一代存储器引起越来越多的关注，因为它们提供了所希望的常规闪存具有的优势-非易失性，同时还提供了改进的可加工性，降低的制造成本和/或提高的集成程度。
这类有机存储器的一个实例使用有机金属电荷传输配合物7，7，8，8-四氰基-对醌二甲烷(7，7，8，8-tetracyano-p-quinodimethane)(CuTCNQ)作为该有机材料。另一实例包括半导体装置，其包含上部电极、下部电极和夹在上部电极和下部电极之间的中间层，其中，中间层是由离子盐如NaCl或CsCl和导电聚合物的混合物形成的。另有研究工作提出了包括有机活性层和在该有机活性层之间施用的金属纳米团簇的有机存储装置，但是在该领域的努力受到低产率、难以形成适宜的金属纳米团簇，以及约0V的复位(reset)电压的牵制，使得该装置通常不适合作为非易失性有机存储器来广泛使用。
目前，正在研究将金属丝存储器作为替代的存储结构，在该存储器中，通过形成、溶解、薄化或除去夹在两个电极间的有机活性层内的金属丝，可以改变电阻值。该金属丝存储器的优势可包括，例如，制造成本降低、形成三维堆积结构的电势下降，保留时间增加、热稳定性提高和/或与柔性基质的相容性增强。例如，通过辉光放电聚合(glow dischargepolymerization)技术由苯乙烯蒸气形成的聚苯乙烯膜已显示与金属丝的形成相关的存储特性。然而，使用更为常规的涂覆方法(例如旋涂或旋转浇注)没有在聚苯乙烯膜内形成金属丝。另一方面，在包括上部铜电极、下部铜电极和有机层的金属丝存储装置中获得了非易失性存储性能，该有机层由选自2-氨基-4，5-咪唑二甲腈(AIDCN)、三-8-(羟基喹啉)铝(Alq3)和2，9，16，23-四叔丁基-29H，31H-钛菁锌(ZnPC)的材料形成。但是，在上述每种金属丝存储器中，有机活性层都是使用真空蒸镀形成的，从而需要复杂的制造工序并且相对于其他形成有机层的常规方法(如旋涂)倾向于增加制造成本。

发明内容
下面提供本发明，用于通过制造和使用引入了含杂原予的导电有机材料的存储装置，解决现有技术的存储装置的某些不足和/或局限性。还提供了本发明的方法，该方法可以使用较为简单和/或成本较低的制造工艺(包括旋涂或旋转浇注)来制造这些装置。
本发明包括有机存储装置，其包含第一电极、第二电极和设置在所述电极之间的有机活性层，其中该有机活性层由含有杂原子的导电有机材料形成。由该材料制造的本发明的有机活性层通常表现出10-12S/cm或更大的电导率，且通常包括杂原子硫(S)和/或氮(N)原子。导电有机材料可以为聚合物、共聚物、高级聚合物(higher order polymer)、单分子、低聚物、树状高分子或它们的混合物。
本发明合适的含有杂原子的导电聚合物，包括，例如，苯胺均聚物和共聚物、吡咯均聚物和共聚物，及乙烯基吡啶均聚物和共聚物。在这些较宽分类之内的具体材料的实例包括，例如，聚-3-己基噻吩、聚吡咯、聚硅氧烷咔唑、聚苯胺、聚(1-甲氧基-4-(O-分散红1))-2，5-亚苯基-亚乙烯(poly(1-methoxy-4-(O-disperse red 1))-2，5-phenylene-vinylene)及它们的混合物。
本发明用于制造包含第一电极、第二电极和设置在所述电极之间的有机活性层的有机存储装置的方法包括使用含有杂原子的导电有机材料形成该有机活性层。


当结合附图进行详细描述时，将会更清楚地理解下面所描述的本发明的实施方式，其中
图1是根据一实施方式的存储装置的横截面图；图2是使用一实施方式的存储装置的存储基质的立体图；图3提供了一系列说明在本发明的存储装置中利用金属丝形成的切换机理的示意图；图4是如实施例1所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图；图5是如实施例2所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图；图6是如实施例3所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图；图7是如实施例4所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图；图8是如实施例5所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图；图9是如比较例1所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图；图10是如比较例2所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图；图11是如比较例3所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图；图12是如比较例4所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图；图13是如比较例5所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图；图14是如比较例6所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图；图15是如比较例7所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图；图16是如比较例8所述制造的存储装置的电流-电压(I-V)特性的曲线图。
应注意，这些图意图来说明在特定实施方式中使用的方法、结构和/或材料的一般特征，并且用来补充下面提供的书面描述。然而，这些图不是按比例绘制的，不能准确地反映任何所给出的实施方式的精确结构或性能特征，因此，不应看作是对本发明包含的数值或性能范围的定义或限制。特别是，为了清楚起见，可以缩小或放大分子、层、区域和/或结构元件的相对厚度和位置。在各图中使用相同或相似的附图标记意图说明存在相同或相似的元件或特征。
具体实施例方式
现参考附图更详细地描述本发明。
本文中使用的术语“有机存储装置”一般性地描述包含第一电极、第二电极和设置在所述电极之间的有机活性层的存储装置，通过引起与形成和溶解、薄化或除去有机活性层之内的金属丝相关联的有机活性层电阻的变化，可操作该装置以储存数据。在本发明的这类有机存储装置中，该有机活性层由包含杂原子的导电有机材料形成。通过形成和溶解、薄化或除去有机活性层之内的金属丝，可以实现本发明的有机存储装置的存储特性。
图1是本发明的有机存储装置100的横截面图，其包括第一电极10、第二电极30和设置在第一和第二电极之间的有机活性层20。当将电压施加在存储装置100上时所获得的有机活性层20的电阻值表现出双稳定性，即，在相同的外加电压下，有机活性层可以表现出两个截然不同的稳定的导电状态，这可以作为存储装置的存储特性而利用。作为有机活性层内在的存储特性，这些特性在没有外加电压时也会保留，且适合应用于非易失性存储装置。
图2是采用本发明存储装置的示例性存储基质的立体图。如图2所示，该存储基质形成在适当的基底(例如玻璃、塑料或硅基底)上，且包括沿第一轴排列的第一电极10，沿第二轴排列的第二电极30，及布置在第一和第二电极之间的有机活性层20。如上所说明的，对形成基底所用的材料没有特别限制，可包括常规的有机和/或无机材料，例如，玻璃、硅、表面改性的玻璃、聚丙烯、活性丙烯酰胺和/或它们的组合，可以构造成刚性、半刚性或柔性基底。如图2所示，存储单元的基质包括由第一和第二电极10、30的重叠部分及在它们之间延伸的有机活性层20的一部分所限定的存储单元。如上所述，形成有机活性层20所用的材料是表现出所希望的双稳定性特性的组合物。
不受理论束缚，认为本发明的存储装置的切换和存储现象可归因于有机活性层20之内的金属丝的形成和溶解、薄化或除去。图3示出了所提出的本发明存储装置的工作机理，该存储装置使用本发明的含杂原子的导电有机材料。如图3所示，在基底(未示出)上形成涂覆有导电材料的第二电极30。该含杂原子的导电有机材料可以使用任何合适的涂覆方法如旋涂或旋转浇注沉积在第二电极30的主要表面，通过调节涂覆设备(未示出)的工作、第二电极的表面性质和/或有机材料的粘度而形成足够厚度和均匀性的有机活性层20。然后在有机活性层上形成第一电极10，之后第一电极10中的组分例如金属离子可以扩散进入有机活性层20。
当在第一和第二电极之间施加正电压时，包含在导电有机材料中的杂原子与第一电极中扩散出的金属离子相互作用，形成络合物。该包含在导电有机材料中的杂原子充当金属离子的基(bases relative to the metal ions)，从而它们可以与金属离子相互作用，形成络合物。根据基于硬-软酸-碱原理(hard-soft acid-base principle)的模型，认为硬酸主要与硬碱反应，而软酸主要与软碱反应，形成相应的络合物。不受理论束缚，还认为该有机材料中存在的杂原子将倾向于通过存在的孤对电子与金属离子配位。
不受理论的束缚，认为在正电压的作用下，包含在导电有机材料中的杂原子和该杂原子与所述电极中扩散出的金属离子形成的络合物或螯合物将倾向于改进金属离子在整个有机材料中的分布均一性。因此，在负电压作用下，这些金属离子将减少且倾向于在整个有机材料中形成大体上均匀分布的金属丝，从而提高有机材料的导电性。
在第一和第二电极之间形成金属丝在某些程度上取决于被结合和/或络合的金属离子被还原从而在有机材料中形成金属丝的能力。因此，形成有机活性层所使用的材料必须是导电的。另外，形成有机活性层所使用的材料必须具有足够数量和分布的可结合或络合金属的位点，例如杂原子，从而金属离子将大体均匀地分布在整个有机材料层中。因此，那些具有足够电导性和金属可结合位点的材料通常可用于金属丝存储器，然而，那些通常不导电的和/或没有引入足够数量的金属可结合位点的材料往往不表现出用于金属丝存储器的足够的存储现象。例如，认为电导率为10-12S/cm或更大且具有足够数量的金属结合位点(例如杂原子硫(S)和/或氮(N)原子)的那些导电有机材料通常可适合用于金属丝存储器。
当在本发明存储装置的两个电极之间施加适当的电压时，有机活性层可以在高电阻态和低电阻态之间切换。也就是说，在第一电极和第二电极之间形成金属丝的状态或条件为低电阻设置状态，而溶解或除去金属丝的状态为高电阻复位状态。假设低电阻态定义为数据“1”，而高电阻态定义为数据“0”，则可以在每个存储单元中储存数据的两个逻辑状态。
本发明的可用于形成有机活性层的含有杂原子的导电有机材料的构成可以为聚合物、共聚物、高级聚合物、单分子、低聚物、树状高分子，及它们的混合物。
在本文中使用时，术语树状高分子指支化或树形结构，其具有内部空腔(internal cavities)和能够与各种化学单元反应的外部反应基团。树状高分子的生长阶段表示为“代”。不断添加重复单元形成下一代，“第一代”，“第二代”，等等。与其他聚合物如聚乙烯和聚丙烯不同的是，在合成树状高分子期间，可以完全控制树状高分子的分子量和表面官能团。通过重复两个或三个反应以逐步方式(“发散合成法(divergent synthesis method)”)合成树状高分子。根据特定应用所希望和/或需要的，以该方式合成的树状高分子可以在外部的代中构造成具有一定数量和类型的一种或多种表面官能团。
该含杂原子的导电有机材料可以是选自均聚物、共聚物、三元共聚物、高级聚合物及它们的混合物的聚合物。本发明可用于形成有机活性层的含杂原子的导电聚合物包括，例如，苯胺均聚物和共聚物，吡咯均聚物和共聚物，乙烯基吡啶均聚物和共聚物，及它们的混合物。含杂原子的导电有机材料的特定实例包括，例如，聚-3-己基噻吩、聚吡咯、聚硅氧烷咔唑、聚苯胺、聚(1-甲氧基-4-(O-分散红1))-2，5-亚苯基-亚乙烯基、聚吲哚、聚咔唑、聚哒嗪(polypyridiazine)、聚异硫萘(polyisothianaphthalene)、聚苯硫醚、聚乙烯基吡啶、聚吡啶及它们的混合物。
对可用于形成有机活性层的非聚合物分子的范围没有特别限制，只要该分子包括足够数量的杂原子且是充分导电的。这些分子的实例包括，例如，酞菁和具有下述结构的分子，在该结构中导电部分(例如咔唑、三苯胺或三苯二胺(triphenyldiamine))和含杂原子的部分(例如硝基、偶氮、靛或硫靛染料)以化学方式结合。
正如本领域的技术人员能理解的，金属离子从其中扩散进入有机活性层的第一电极10通常包括一种或多种易于在有机材料中扩散的金属。该扩散性金属的实例包括，例如，金、银、铂、铜、钴、镍、锡、铝和它们的合金和混合物。例如，可以将扩散性金属引入第一电极的主体材料中，可以以镶嵌(damascene)或其他凹进方式设置在主要导体(primary conductor)上和/或作为扩散层设置在主要导体上。
第二电极30可以由至少一种选自以下的导电材料制成金属、金属合金、金属氮化物、金属氧化物、金属硫化物、碳聚合物、导电聚合物和有机导体。用于第二电极的材料的具体实例包括但不限于铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、铜(Cu)、钛(Ti)、钨(W)、氧化铟锡(ITO)，以及它们的合金、混合物和组合。
本发明的有机存储装置可进一步包括在第一电极下或第二电极上形成的阻挡层，以防止第一和/或第二电极因侵蚀(例如，由有机材料和电极表面的反应引起的溶解、腐蚀和/或侵蚀)导致的损害。在使用时，该阻挡层可以由选自SiOx、AlOx、NbOx、TiOx、CrOx、VOx、TaOx、CuOx、MgOx、WOx、AlNOx，及其组合的材料形成，例如SiO2、Al2O3、Cu2O、TiO2和/或V2O3。阻挡层还可以由有机材料如Alq3、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或PET形成。阻挡层应形成一定的厚度且表现足以在最终装置预期的使用寿命期间对电极提供满意的保护程度的均匀性。例如，取决于材料和装置的预期应用，厚度为20～300的阻挡层是满足要求的。
如上所述，本发明还包括制造含有以上详述结构和材料的有机存储装置的方法。本发明制造有机存储装置的方法通常包括形成第一电极，形成第二电极和形成在第一和第二电极之间伸展的有机活性层，其中该有机活性层是导电的且含有足够数量和反应性的杂原子。本发明的方法包括，例如，使用简单经济的技术，例如常规的旋涂或旋转浇注来形成该有机活性层，从而减少或排除对专门设备和制造工艺(例如，电子束沉积)的需要，从而倾向于降低加工的复杂性和费用。
本发明制造存储装置的方法通常包括在基底上形成第二电极，用适宜的含杂原子的导电有机材料涂覆第二电极，形成有机活性层，以及在有机活性层上形成第一电极，从而完成包含在所述有机存储装置中的存储单元的基本制备。
对于在第二电极上涂覆有机活性层的方法没有特别限制，可以包括，例如旋转浇注、旋涂、喷涂、静电涂覆、浸涂、刮涂、辊涂，和喷墨印刷。有机活性层20的厚度根据材料、预期用途和所需的操作特性而变化，但预计厚度为约50～约3,000的有机活性层能适于大部分应用。
可以使用选自以下的至少一种溶剂通过旋涂来形成有机活性层水、氯仿、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、环戊酮、环己酮、甲乙酮、乙基溶纤剂乙酸酯、乙酸丁酯、乙二醇、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、氯苯、乙腈，和它们的混合物。也可以使用任何混溶比的两种或更多种溶剂的溶剂体系或溶剂混合物。
夹在第一和第二电极之间的有机活性层可以形成单层或由两层或更多层构成的多层。当有机活性层具有多层结构时，各层的组成可以彼此相同或相异。
可以通过已知的沉积、成型和/或涂覆方法来形成第一和第二电极，所述方法包括沉积，例如热蒸镀、溅射、电子束蒸镀和旋涂。
在下文中，将根据下面的实施例更详细地说明本发明。但是，这些实施例是为了说明起见而给出的，不应看作是对本发明公开内容或权利要求书不适当的限制。
实施例1通过热蒸镀在玻璃基底上沉积厚度约80nm的铝，将其图案化及蚀刻形成第二电极。随后，将聚-3-己基噻吩(P3HT， 1-2wt％)的氯苯溶液在3,000rpm下旋涂于图案化的第二电极上，然后在110℃下烘烤30分钟，形成有机活性层。然后通过热蒸镀在有机活性层上沉积约80nm厚的铜，将其图案化并蚀刻形成第一电极，从而完成本发明测试存储装置的制备。在该测试存储装置的制备中，控制有机活性层的厚度为30～100nm，使用Alpha-StepTM轮廓曲线仪测量。使用石英晶体监测器控制沉积电极的厚度。
实施例2-5以与上述实施例1相同的方式制备存储装置，不同的是，分别使用聚吡咯(实施例2)、聚苯胺(实施例3)、聚(1-甲氧基-4-(O-分散红1))-2，5-亚苯基-亚乙烯基(实施例4)和聚硅氧烷咔唑(实施例5)，作为形成有机活性层的含杂原子的导电有机材料。
比较例1-3以与上述实施例1相同的方式制备存储装置，不同的是，使用基本上缺乏金属可结合位点但导电的化合物聚[2-甲氧基-5，2-(乙基己氧基-1，4-亚苯基-亚乙烯基](比较例1)、聚芴(polyfluorene)(比较例2)和聚(三苯胺)(比较例3)作为有机活性层的材料。
比较例4-6以与上述实施例1相同的方式制备存储装置，不同的是，使用包含金属可结合位点但基本上不导电的化合物聚(4-乙烯基吡啶)(比较例4)、聚(2-乙烯基吡啶)(比较例5)和聚乙烯吡咯烷酮(比较例6)作为有机活性层的材料。
比较例7和8以与上述实施例1相同的方式制备存储装置，不同的是，使用通常缺乏金属可结合位点而且基本上不导电的化合物聚甲基丙烯酸甲酯(比较例7)和聚苯乙烯(比较例8)作为有机活性层的材料。
在下面的表1中归纳了实施例1-5和比较例1-8所用的有机材料和溶剂，在有机材料中存在或不存在金属可结合位点，以及该有机材料的迁移率。
表1


测试实施例1存储装置切换特性的测试向上述实施例1-5和比较例1-8中制备的各个测试存储装置施加电压，以评估电流变化时的切换特性。这些测试的结果示于图4-16。
从图4-8显然看出，使用含杂原子且电导率为10-12S/cm或更大的有机材料制备的测试存储装置能够响应施加至该装置的电压在高电阻态和和低电阻态之间切换。另外，图4-8的曲线图显示，对于每个测试存储装置，所示的十次循环或更多次循环说明该切换现象是可重复再现的。还观察到，即使没有施加电压或电流时，测试存储装置仍可以保持两个截然不同的电阻态。此外，由于可以在相对低的电压下通过监测电流流动读取电阻态，这些实施例的测试存储装置可以用作存储装置。
相反，在使用没有金属可结合位点的有机材料制备的比较例1-3(图9-11)的存储装置中，没有观察到切换现象。例如，尽管三苯胺部分具有空穴传导性并含有杂原子(即氮原子)，但苯基离域该杂原子上的孤对电子，使得电子不位于杂原子内，而是分布在整个分子的共振结构中。因此，作为杂原子的内在特性，即杂原子的金属配位性被弱化，从而损害三苯胺基团内的杂原子结合金属离子或与金属离子形成络合物的能力。因此，认为该杂原子不能以任何有意义的方式促进有机活性层内形成金属丝。
在如比较例4-6(参见图12-14)和比较例7和8(图15和16)所述制备的测试存储装置中观察到相似的结果，即没有切换现象，其中有机活性层使用具有金属可结合位点的不导电有机材料或者没有金属可结合位点的不导电有机材料制备。这些结果表明，根据实施例1-5制备的这些有机存储装置，即使用既导电又含有能够担当金属结合位点的杂原子的有机材料制备的这些存储装置，可以通过简单和经济的方法(例如旋转浇注和/或旋涂)进行制备，同时仍表现出改进的切换特性。
虽然出于示例目的公开了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员会认识到在不背离权利要求书的范围和精神的情况下，可以进行多种修改和变化，因此，不应认为这些修改和变化不适当地限制权利要求书的范围。
权利要求
1.一种有机存储装置，包括第一电极，第二电极；和在第一和第二电极之间伸展的有机活性层，其中该有机活性层为包含杂原子的导电有机材料，而且该有机活性层包括可与所述杂原子配位的金属离子。
2.根据权利要求1的有机存储装置，其中该有机活性层的电导率为10-12S/cm或更大。
3.根据权利要求1的有机存储装置，其中包含在有机活性层中的杂原子选自硫(S)和氮(N)。
4.根据权利要求1的有机存储装置，其中该导电有机材料选自聚合物、单分子、低聚物、树状大分子及它们的混合物。
5.根据权利要求4的有机存储装置，其中该聚合物选自均聚物、共聚物、三元共聚物及它们的混合物。
6.根据权利要求4的有机存储装置，其中该导电有机材料选自苯胺均聚物和共聚物、吡咯均聚物和共聚物、乙烯基吡啶均聚物和共聚物，及它们的混合物。
7.根据权利要求4的有机存储装置，其中该导电有机材料选自聚-3-己基噻吩、聚吡咯、聚硅氧烷咔唑、聚苯胺、聚(1-甲氧基-4-(O-分散红1))-2，5-亚苯基-亚乙烯基、聚吲哚、聚咔唑、聚哒嗪、聚异硫萘、聚苯硫醚、聚乙烯基吡啶、聚吡啶及它们的混合物。
8.根据权利要求4的有机存储装置，其中该导电有机材料包括单分子，该单分子包括导电部分，该导电部分选自包括咔唑、三苯胺、三苯二胺及它们的混合物的第一组，且该导电部分与含杂原子的部分结合，该含杂原子的部分选自硝基、偶氮、靛和硫靛染料及它们的混合物。
9.根据权利要求1的有机存储装置，其中第一和第二电极各自包括独立地选自以下的导电材料金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、铜(Cu)、钴(Co)、镍(Ni)、锡(Sn)、铝(Al)，和它们的合金、组合及混合物。
10.根据权利要求1的有机存储装置，其进一步包括在第一电极和有机活性层之间形成的或在第二电极和有机活性层之间形成的阻挡层。
11.根据权利要求10的有机存储装置，其中该阻挡层包括选自以下的材料SiOx、AlOx、NbOx、TiOx、CrOx、VOx、TaOx、CuOx、MgOx、WOx、AlNOx、Alq3、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、PET和它们的混合物和组合。
12.根据权利要求11的有机存储装置，其中该阻挡层包括选自以下的材料SiO2、Al2O3、Cu2O、TiO2、V2O3和它们的混合物和组合。
13.根据权利要求10的有机存储装置，其中该阻挡层的厚度为20～300。
14.一种制造有机存储装置的方法，包括形成第一电极；形成第二电极；由包含杂原子的导电有机材料形成在第一和第二电极之间延伸的有机活性层；以及在一定条件下在有机活性层中提供金属离子，由此该金属离子和杂原子结合。
15.根据权利要求14的制造有机存储装置的方法，其中形成有机活性层包括将包含含有杂原子的导电有机材料的组合物施加至第二电极的表面，形成涂层。
16.根据权利要求15的制造有机存储装置的方法，其中将所述组合物施加至第二电极的表面包括选自以下的方法旋转浇注、旋涂、喷涂、静电涂覆、浸涂、刮涂、辊涂，和它们的组合。
17.根据权利要求14的制造有机存储装置的方法，其中该有机活性层包括一个或多个亚层。
18.根据权利要求14的制造有机存储装置的方法，其中该组合物还包括选自以下的溶剂水、氯仿、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、环戊酮、环己酮、甲乙酮、乙基溶纤剂乙酸酯、乙酸丁酯、乙二醇、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、氯苯、乙腈，和它们的混合物和组合。
19.根据权利要求14的制造有机存储装置的方法，其还包括将金属离子从第一电极扩散至有机活性层。
20.根据权利要求14的制造有机存储装置的方法，其中该组合物还包括选自以下的金属离子金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、铜(Cu)、钴(Co)、镍(Ni)、锡(Sn)、铝(Al)的离子及它们的混合物。
21.根据权利要求20的制造有机存储装置的方法，其中该金属离子与导电有机材料的杂原子络合或结合。
全文摘要
本发明公开了有机存储装置及制造该装置的方法。该有机存储装置包括第一电极、第二电极及在第一和第二电极之间延伸的有机活性层，其中有机活性层由一种或多种导电有机材料形成，该导电有机材料包含杂原子且以以下方式构造，使得所述杂原子可用来结合或络合有机活性层内的金属原子。然后，金属离子可以在有机活性层被还原而形成金属丝，从而形成低电阻态，反过来，金属丝可经氧化形成高电阻态，由此用作存储装置。
文档编号H01L27/24GK101013741SQ20071000408
公开日2007年8月8日 申请日期2007年1月23日 优先权日2006年2月2日
发明者周原提, 崔太林, 李在昊 申请人:三星电子株式会社